JP2011220828A - 焦点ズレ検出装置、焦点ズレ検出方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の焦点ズレ検出装置は、搬送される被検査体の表面を撮像装置により撮像した画像データに基づいて、表面欠陥を検査する表面欠陥検査装置において、撮像装置の焦点ズレを検出する。かかる焦点ズレ検出装置は、画像データの画像信号を2次元配列された周波数成分に変換する変換演算を行う演算部と、画像データの周波数成分の2次元配列を、所定の規則に基づいて、1次元配列に変換する配列変換部と、1次元配列に変換された周波数成分の一部によって形成される波形の傾きに基づいて、撮像装置の焦点ズレの有無を判定する焦点ズレ判定部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図3
Description
[鉄鋼圧延ラインの概略構成]
まず、図1を参照して、本発明の実施形態に係る欠陥検査処理を適用する鉄鋼圧延ラインの概略構成について説明する。なお、図1は、本実施形態に係る欠陥検査処理を適用する典型的な鉄鋼圧延ラインを示す説明図である。
次いで、図2に基づいて、画像処理装置90により行われる欠陥検査処理の手順について説明する。なお、図2は、欠陥検査処理を示すフローチャートである。
鉄鋼圧延ラインにて搬送されている鋼板20の表面に対する欠陥検査処理は、カメラ70により撮像した画像データに基づいて行われるため、画像データのピントがずれていると疵等を検出することができなくなり、欠陥の判定の精度が低下する。そうすると、欠陥が存在するにも関わらずこれを検出できない可能性もあり、不良品の流出を招くことになる。そこで、本実施形態に係る画像処理装置90は、カメラ70のレンズ位置が合焦点位置からずれたことを検知する焦点ズレ検出手段を備える。以下、図3〜図7に基づいて、画像処理装置90の焦点ズレ検出手段と、これによる焦点ズレ検出方法について詳細に説明していく。
まず、図3に基づいて、本実施形態に係る画像処理装置90の焦点ズレ検出手段について説明する。図3は、本実施形態に係る画像処理装置90の焦点ズレ検出手段の機能構成を示すブロック図である。なお、図3では、画像処理装置90における焦点ズレ検出手段を構成する要素のみを記載しており、上述した欠陥検査処理等を行う要素については記載を省略している。
次に、図4〜図7に基づいて、画像処理装置90の焦点ズレ検出手段による焦点ズレ検出方法について説明する。なお、図4は、焦点ズレ検出手段による焦点ズレ検出方法を示すフローチャートである。図5は、焦点ズレ検出手段による焦点ズレ検出方法を示す説明図である。図6は、DCT演算部93による2次元離散コサイン変換を用いたDCT係数の算出処理を示す説明図である。図7は、直線近似に用いたデータ数を変化させたときの、焦点ズレ判定部95により算出された直線の傾きと焦点ズレの程度との関係とを示すグラフである。
上述した本実施形態に係る焦点ズレ検出手段を備える画像処理装置90による、カメラ70のレンズ位置のずれの検出の効果を検証するためのシミュレーションを実施した。かかるシミュレーションでは、焦点ズレの生じていないカメラ70により撮像した画像データ(原画データ)に対してローパスフィルタ処理を行い、擬似的にピントのずれの生じた画像データを生成した。そして、原画データおよび生成された画像データについて、焦点ズレ検出方法を用いて2次元配列から1次元配列に周波数成分を配列してグラフを作成し、そのグラフの傾きを算出した。
上述した本実施形態に係る画像処理装置90は、例えばコンピュータ等の情報処理装置200により実現することができる。かかる情報処理装置200は、例えば図11に示すように、CPU(Central Processing Unit)201と、ROM(Read Only Memory)202と、RAM(Random Access Memory)203と、バス204と、インタフェース205と、入力装置206と、出力装置207と、ストレージ装置208と、通信装置209とを備える。
20 鋼板
30 搬送ロール
40 圧延ロール
50 巻取りリール
60 照明
70 カメラ
80 画像メモリ
90 画像処理装置
91 画像取込部
92 画像分割部
93 DCT演算部
94 配列変換部
95 焦点ズレ判定部
96 出力部
100 表示装置
Claims (11)
- 搬送される被検査体の表面を撮像装置により撮像した画像データに基づいて、表面欠陥を検査する表面欠陥検査装置において、前記撮像装置の焦点ズレを検出する焦点ズレ検出装置であって、
前記画像データの画像信号を2次元配列された周波数成分に変換する変換演算を行う演算部と、
前記画像データの周波数成分の2次元配列を、所定の規則に基づいて、1次元配列に変換する配列変換部と、
前記1次元配列に変換された周波数成分の一部によって形成される波形の傾きに基づいて、前記撮像装置の焦点ズレの有無を判定する焦点ズレ判定部と、
を備えることを特徴とする、焦点ズレ検出装置。 - 前記演算部は、
前記画像データを所定サイズのブロックに分割する画像分割部と、
前記画像データを分割して生成された前記各ブロックを、離散コサイン変換を用いて2次元配列された周波数成分に変換し、前記2次元配列された周波数成分毎に、前記各ブロックの2次元配列された周波数成分の絶対値を加算して全ブロックに対する平均をとることにより平均周波数成分絶対値を算出するDCT演算部と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の焦点ズレ検出装置。 - 前記配列変換部は、2次元配列された周波数成分に変換された前記画像データを、低い周波数成分から高い周波数成分の順に読み取り、1次元配列に変換することを特徴とする、請求項2に記載の焦点ズレ検出装置。
- 前記配列変換部は、2次元配列された周波数成分に変換された前記画像データを、ジグザグスキャンすることにより、1次元配列に変換することを特徴とする、請求項3に記載の焦点ズレ検出装置。
- 前記配列変換部は、前記画像データの2次元配列から1次元配列へ変換するときの周波数成分の読み取り順序で、前記画像データの平均周波数成分絶対値の対数値を配列して、前記傾きを算出するための波形を形成することを特徴とする、請求項4に記載の焦点ズレ検出装置。
- 前記焦点ズレ判定部は、前記1次元配列に変換された周波数成分のうち、低い周波数成分を用いて形成される波形の傾きを算出することを特徴とする、請求項3〜5のいずれか1項に記載の焦点ズレ検出装置。
- 前記焦点ズレ判定部は、前記画像データの2次元配列から1次元配列へ変換するときに、直流の周波数成分を除いて、前記波形の傾きを算出することを特徴とする、請求項3〜6のいずれか1項に記載の焦点ズレ検出装置。
- 前記焦点ズレ判定部は、
前記傾きの絶対値が所定の閾値より小さいとき、前記撮像装置の焦点ズレ無しと判定し、
前記傾きの絶対値が所定の閾値以上のとき、前記撮像装置の焦点ズレ有りと判定することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の焦点ズレ検出装置。 - 前記焦点ズレ判定部は、前記周波数成分を直線近似することにより、前記波形の傾きを算出する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の焦点ズレ検出装置。
- 搬送される被検査体の表面を撮像装置により撮像した画像データに基づいて、表面欠陥を検査する表面欠陥検査装置の、前記撮像装置の焦点ズレを検出する焦点ズレ検出方法であって、
前記画像データの画像信号を2次元配列された周波数成分に変換する変換演算を行う演算ステップと、
前記画像データの周波数成分の2次元配列を、所定の規則に基づいて、1次元配列に変換する配列変換ステップと、
前記1次元配列に変換された周波数成分の一部によって形成される波形の傾きに基づいて、前記撮像装置の焦点ズレの有無を判定する焦点ズレ判定ステップと、
を含むことを特徴とする、焦点ズレ検出方法。 - コンピュータを、
搬送される被検査体の表面を撮像装置により撮像した画像データに基づいて表面欠陥を検査する表面欠陥検査装置の、前記撮像装置により撮像した画像データの画像信号を2次元配列された周波数成分に変換する変換演算を行う演算手段と、
前記画像データの周波数成分の2次元配列を、所定の規則に基づいて、1次元配列に変換する配列変換手段と、
前記1次元配列に変換された周波数成分の一部によって形成される波形の傾きに基づいて、前記撮像装置の焦点ズレの有無を判定する焦点ズレ判定手段と、
を備えることを特徴とする、焦点ズレ検出装置として機能させるためのプログラム。
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